Kuro sąnaudų tikslus supratimas ir optimizavimas yra itin svarbus tiek automobilių, tiek laivų sektoriuje, ypač atsižvelgiant į nuolat kintančias degalų kainas ir aplinkosaugos reikalavimus. Šiame straipsnyje apžvelgsime, kaip efektyviai apskaičiuoti laivo pagalbinių variklių kuro sąnaudas, atsižvelgiant į skirtingus duomenų tipus ir eksploatacijos ypatumus.
Bendrieji kuro sąnaudų matavimo principai
Kuro sąnaudos skaičiuojamos skirtingai, priklausomai nuo prieinamų duomenų. Yra du iš esmės skirtingi požiūriai:
- Absoliutus matavimas
- Santykinis matavimas
Skirtumų supratimas padeda paaiškinti, kodėl sąnaudų rodikliai skirtingose transporto priemonėse gali skirtis ir kas turi įtakos jų tikslumui.
Absoliutus matavimas
Šis požiūris naudoja CAN Flow duomenis, kurie gaunami tiesiogiai iš transporto priemonės variklio kompiuterio (ECU). Šis kompiuteris fiksuoja bendrą į variklį įpurškiamo kuro kiekį, panašiai kaip viso laikotarpio ridos skaitiklis, tik kurui. Sistema nuskaito šį skaitiklį kiekvienos dienos pradžioje ir pabaigoje bei atima vieną reikšmę iš kitos.
Skaičiavimo pavyzdys:
- ECU skaitiklis dienos pradžioje: 45 230 L
- ECU skaitiklis dienos pabaigoje: 45 480 L
Apskaičiavimas: 45 480 - 45 230 = 250 L (tą dieną sunaudota).
Kadangi matavimus atlieka paties variklio kompiuteris, šiam metodui įtakos neturi bako forma, jutiklio kalibravimas, transporto priemonės posvyris ar kuro teliūskavimas. Tai yra tiksliausias vidutinių sąnaudų šaltinis.
Santykinis matavimas
Šiuo metodu naudojami tiek CAN lygio, tiek degalų lygio jutikliai, kad būtų išmatuotas degalų lygis bake. Tada sąnaudos apskaičiuojamos lyginant lygį dienos pradžioje ir pabaigoje, įvertinus visus tarpinius papildymus ar nupylimus.
1. Ką siunčia jutiklis?
- CAN lygis nuskaito transporto priemonėje įmontuotą gamyklinį lygio jutiklį per CAN magistralę. Priklausomai nuo transporto priemonės, bako lygį jis siunčia kaip procentinę dalį (pvz., 72%) arba litrais.
- Degalų lygio jutiklis (DUT jutiklis) yra sumontuotas zondas, įrengtas tiesiogiai bako viduje. Jis siunčia įtampos rodmenį (pvz., 1,8 V), kuris konvertuojamas į litrus naudojant kalibravimo lentelę, sudarytą montavimo metu.
2. Konvertavimas į litrus (kai reikia)
Jei jutiklis siunčia procentinę dalį, platformai reikia bako talpos, kad galėtų ją konvertuoti.
Pavyzdys: 72 % 400 litrų bake = 288 litrai.
Štai kodėl visoms transporto priemonėms, naudojančioms CAN lygio (%) arba kuro jutiklio duomenis, bako talpa turi būti sukonfigūruota transporto priemonės nustatymuose. Be jos platforma negalės konvertuoti rodmenų, o sąnaudos nebus rodomos. CAN lygio duomenims litrais (absoliutiems) bako talpa vis tiek rekomenduojama - be jos nebus aptikti mažesni nei 40 litrų papildymai.
3. Dienos suvartojimo skaičiavimas
Kai lygiai nurodomi litrais, platforma atlieka dienos skaičiavimą.
Pavyzdys - įprasta diena:
- Dienos pradžios lygis: 300 L
- Papildymas: +150 L
- Dienos pabaigos lygis: -200 L
Suvartojimas = 300 + 150 − 200 = 250 L.
Pavyzdys - diena su aptiktu išleidimu:
- Dienos pradžios lygis: 300 L
- Papildymas: +150 L
- Nupylimas: -40 L
- Dienos pabaigos lygis: -160 L
Sąnaudos = 300 + 150 − 40 − 160 = 250 L.
40 litrų nupylimas yra išskaičiuojamas iš sąnaudų rodiklio ir registruojamas kaip atskiras įvykis. Taip užtikrinamas pateikiamų važiavimo sąnaudų tikslumas - nupylimas nėra laikomas variklio sudegintu kuru.
Papildymai ir nupylimai nustatomi atpažįstant lygio pokyčius, kurie neatitinka laipsniško mažėjimo įprasto važiavimo metu. Pavyzdžiui, 40 litrų kritimas per 5 minutes transporto priemonei stovint nėra sąnaudos - jis pažymimas kaip atskiras įvykis.
Kaip dienos suvartojimo suma susidoroja su anomalijomis
Kadangi suvartojimas skaičiuojamas kartą per dieną pagal pradinį ir galutinį lygius, trumpalaikės anomalijos dienos metu neturi įtakos galutiniam rodikliui. Jei transporto priemonė valandą stovi ant šlaito ir jutiklis rodo 5 litrus mažiau nei yra iš tikrųjų, lygis atsistato, kai tik transporto priemonė vėl atsiduria ant lygaus pagrindo. Kol užfiksuojamas galutinis lygis, rodmuo yra tikslus, o dienos suma atspindi realybę. Tai taip pat reiškia, kad neįprasti įvykiai - priekabos transportavimas, status reljefas, trumpas elektros energijos tiekimo sutrikimas - gali būti matomi kaip triukšmas dienos grafike, tačiau paprastai neiškraipo dienos suvartojimo sumos.
CAN lygis prieš kuro jutiklį
Abu metodai naudoja tą patį skaičiavimo metodą. Skirtumas yra tame, kaip tiksliai jie matuoja bako lygį. Mirties zonos problema su CAN lygiu yra gamyklinio jutiklio techninės įrangos apribojimas, o ne platformos problema. Gamykliniai jutikliai yra skirti įspėti vairuotoją, kai degalų kiekis yra mažas, o ne tiksliam automobilių parko matavimui. Degalų bako viršus ir apačia dažnai patenka už jutiklio aptikimo ribų, todėl pilnas bakas grafike gali būti rodomas kaip 90%, o rodmenys gali atrodyti nepastovūs, kai bakas beveik tuščias.
Duomenų šaltiniai ir prioritetas
Kai transporto priemonė turi kelis galimus šaltinius, platforma automatiškai parenka geriausią derinį. Sąnaudų šaltinis ir atstumo šaltinis parenkami nepriklausomai, tada sujungiami galutiniam vidutinių sąnaudų rodikliui gauti.
Sunaudojimo prioriteto tvarka (nuo didžiausio iki mažiausio):
- CAN Flow
- Kuro jutiklis (DUT)
- CAN lygis (litrais)
- CAN lygis (%)
Atstumo prioriteto tvarka (nuo didžiausio iki mažiausio):
- GPS
- CAN atstumas
Tai sudaro šešis galimus derinius prioriteto tvarka. Platforma visada naudoja aukščiausio prioriteto prieinamą derinį. Du parke esantys identiški automobiliai gali nevienodai nurodyti sąnaudas, jei vienas turi „CAN Flow“ duomenis, o kitas - ne.
Laivų kuro sąnaudų ypatumai ir optimizavimas
Laivybos ir prekybos intensyvumas Baltijos jūroje, ypač linijinėje laivyboje, lemia poreikį tiksliai įvertinti kuro sąnaudas. Pavyzdžiui, keleivinis-krovininis keltas „Patria Seaways“ ir „Kaunas Seaways“ aptarnauja linijas, jungiančias Estijos, Švedijos ir Klaipėdos uostus. Darbo tikslas - įvertinti laivo kuro sąnaudas gabenant krovinius Baltijos jūra ir apskaičiuoti reisų pajamas bei sąnaudas.
Laivybos aplinkos įtaka
Laivybos šakos struktūra susideda iš ekonominių, technologinių ir kitų veiksnių, kurie lemia konkurencijos rūšį. Jūrinės šalys, turinčios stiprią laivybos aplinką ir dideles pajamas, pavyzdžiui, Vokietija, Norvegija, JAV, ypač pabrėžia laivybos efektyvumą.
Keltas „Patria Seaways“ yra keltas, galintis gabenti krovinius ir keleivius. Jame telpa apie 100 sunkiasvorių krovininių mašinų (1500 metrų, jei išdėstytos viena eile). Kroviniams skirti trys deniai (2, 3, 4), keleiviams - 5, 6, o 7 ir 8 - laivą aptarnaujančiam personalui.
Kuro rūšys ir aplinkosaugos aspektai
Konteineriniai laivai atlieka svarbų vaidmenį pasaulinėje prekyboje. Jų degalų sąnaudos ir kuro rūšis yra svarbus veiksnys, turintis įtakos transporto kainai ir jo poveikiui aplinkai. Didžiausi konteineriniai laivai, galintys gabenti daugiau kaip 20 000 TEU, visiškai pakrauti sunaudoja apie 250 tonų degalų per dieną.
Istoriškai konteineriniai laivai buvo varomi sunkiuoju mazutu (HFO) - pigiu, bet labai taršiu kuru. Tačiau pastaraisiais metais labai pasikeitė taisyklės, kuriomis ribojamas sieros ir kitų kenksmingų medžiagų išmetimas. Nuo 2020 m. Tarptautinė jūrų organizacija (TJO) patvirtino priemones, kuriomis siekiama apriboti laivybos sektoriuje išmetamą sieros kiekį, todėl pramonė priversta prisitaikyti prie naujų standartų.
Sunkusis mazutas (HFO), dar vadinamas likutiniu mazutu, yra gaunamas distiliuojant žalią naftą ir lieka kaip vienas iš paskutinių produktų. Jam būdinga didelė klampa ir didelis sieros kiekis. Dėl didelio sieros kiekio į aplinką išmetamas sieros dioksidas, dėl kurio gali susidaryti rūgštūs lietūs.
Didėjant spaudimui mažinti išmetamųjų teršalų kiekį, daugelis laivybos bendrovių pradėjo ieškoti alternatyvių degalų. Viena perspektyviausių yra suskystintos gamtinės dujos (SGD), kurios, palyginti su tradiciniais degalais, išmeta mažiau anglies dioksido, azoto oksidų ir kietųjų dalelių. Kitos perspektyvios galimybės yra biodegalai ir metanolis, kuriuos galima gaminti iš atsinaujinančių šaltinių.
Situacijų kambarys. #9 – Alternatyviųjų degalų laivyboje ateitis
Laivo „Kaunas Seaways“ kuro sąnaudų pavyzdys
Ro-Pax tipo keltas „Kaunas Seaways“, pastatytas 1989 m. Vokietijoje, gali gabenti traukinių vagonus ir pervežti 262 keleivius. Jo eksploatacinis greitis yra 16,5 mazgo, ilgis 190,9 m, plotis 28 m, ir jame yra 4 pagrindiniai SKL MOTOREN tipo dyzeliniai varikliai.
„Kaunas Seaways“ kelto varikliai dyzeliniai. Esant vidutiniam greičiui, mazuto sąnaudos per dieną svyruoja nuo 38 iki 42 tonų, priklausomai nuo laivo greičio ir oro sąlygų. Dirbant minimaliomis apsukomis, kai laivas stovi uoste, sunaudojama 2 tonos mazuto per dieną. Tai yra minimalus laivo reisui reikalingas kuro kiekis. Dyzelinis kuras yra naudojamas pagalbiniams garo katilams ir generatoriams paleisti. Kiti dyzelinio kuro panaudojimai susiję su remontiniais darbais, todėl jie neįskaičiuojami į kuro sąnaudas.
Kuro kaina yra labai svarbi, kadangi nuo jos priklauso, ar reisas klientams bus patrauklus, nes kuro sąnaudos įsiskaičiuoja į kainą. AB „DFDS Group“ sprendžia, kuriame uoste keltą užpildyti kuru, atsižvelgiant į kuro kainą ir sunaudojamą kiekį per reisą. Jei tankai bus pilnai pripildyti mazuto, kelto kuro sąnaudos taip pat didėja. Todėl apsiskaičiavus kuro sąnaudas žinomas optimaliausias kiekis, kurį reikia užpildyti į tankus, kad keltas pasiektų tikslą pagal numatytą grafiką.
Išlaidos kurui susidaro laivui plaukiant ir jos mažai skiriasi, ar laivas plaukia pakrautas kroviniais, ar balastu. Keltas sunaudoja kurą ne tik varomajai jėgai sukurti, bet ir elektros energijai, reikalingai laivo įrenginių darbui, gaminti. Elektros generatoriams kuras naudojamas, kai laivas stovi uoste. Sąnaudos kurui priklauso nuo kuro suvartojimo lygio, o tai priklauso nuo variklių tipų ir kelto plaukimo greičio.
Linijinės laivybos optimizavimas ir kuro sąnaudos
Paprastoji linijinė laivyba, tai plaukiojimas tarp dviejų konkrečių uostų pagal oficialų laivų išplaukimo iš uostų grafiką. Norint išlaikyti tikslų laivų plaukiojimo grafiką, dažnai pasirašomos dvišalės sutartys tarp abiejų uostų administracijų, kuriose numatomos laivo įplaukimo ir krovos darbų sąlygos bei procedūros uostuose.
Laiko optimizavimas ir greitis
Vienas iš laiko optimizavimo būdų gali būti įplaukimo į uostus laikas. Šis laikas daro įtaką procedūrų klusmams, krovinių dokumentų sutvarkymui ir keleivių patogumui. Geriausia, kai laivas atplaukia į uostą ryte, o išplaukia vakare.
Planuojant laivų plaukimo greitį laivybos linijoje, būtina įvertinti:
- Plaukimą tarp uostų tik nakties metu (jei leidžia plaukimo nuotolis).
- Nuplaukimą per parą ar pusantros paros, kad išplaukus vakare atplaukti ryte.
- Esant konkrečiam plaukimo nuotoliui, pasirinkti tarpinį variantą, tenkinantį bent kai kuriuos elementus.
Kai kuriais atvejais naudinga plaukti mažu greičiu, ypač kai vežami turistai. Kuro sąnaudų atžvilgiu yra nenaudinga plaukti maksimaliu greičiu, bet kartu ir nenaudinga plaukti per lėtai. Plaukimas lėtai arba greitai yra tiesiogiai išreiškiamas esant laive vienam pagrindiniam varikliui. Esant keliems pagrindiniams varikliams, kaip „Kaunas Seaways“ atveju (keturi varikliai), galimos įvairios kombinacijos. Tačiau visais atvejais greitis, mažesnis kaip 50-60% nuo viso greičio, kuro sunaudojimo ir bendrų eksploatacijos sąnaudų atžvilgiu yra nenaudingas.
Išlaidų analizė
Analizuojant laivo greičio poveikį ekonomiškumui, būtina įsivertinti pajamas ir išlaidas, susidarančias laivo reiso metu.
- Pajamos: Pajamos už gabenamą bagažą, paštą, krovinius ir keleivius paprastai tiesiogiai priklauso nuo laivo greičio. Kuo greičiau nuvežami kroviniai, keleiviai ir bagažas, tuo yra naudingiau.
- Išlaidos:
- Įgulos išlaikymas: Išlaidos įgulai praktiškai nepriklauso nuo laivo greičio, todėl jas galima priimti pastovias.
- Laivo restoranas: Restorano išlaidos didėja, didėjant laivo plaukimo laikui.
- Krovinių tvirtinimas ir priežiūra: Šios išlaidos priklauso nuo laivo greičio, kadangi didėjant greičiui, didėja inercinės jėgos, veikiančios krovinius.
- Keleivių aptarnavimas: Šios išlaidos yra atvirkščiai proporcingos laivo greičiui - kuo didesnis greitis, tuo sąlyginai mažiau laiko keleiviai būna laive, mažiau sunaudoja vandens ir kitų medžiagų.
- Kitos išlaidos: Papildoma laivo apžiūra, mechanizmų profilaktika ir remontas praktiškai yra nesusijusios su laivo greičiu reiso metu.
Uostų operacijų optimizavimas
Linijinei laivybai labai svarbu plaukti pagal paskelbtą grafiką, todėl turi būti aiškiai reglamentuoti linijinių laivų santykiai su uostu, uosto administracija ir terminalais. Laivų įplaukimo į uostus ir išplaukimo iš jų optimizavimas yra susijęs su keliais pagrindiniais veiksniais:
- Uostų administracijų apribojimais, susijusiais su vietinėmis plaukiojimo taisyklėmis.
- Terminalų apkrovimu ir galimais laivų „kamščiais“.
- Laivo įplaukimo ir išplaukimo įforminimo procedūromis.
- Krovinių ir keleivių įforminimo procedūromis.
Linijiniai laivai turi būti įleidžiami į uostą tuoj pat, nelaukdami išoriniame reide, o baigę krovos operacijas - tuoj pat išleidžiami iš uosto. Daugelis uostų nėra perkrauti, todėl visuomet yra galimybė suderinti linijinių laivų įplaukimo į uostus ir išplaukimo iš jų grafikus. Labai svarbu nustatyti maksimaliai galimą vidutinį įplaukiančių laivų skaičių, kurį gali priimti uostas, nesudarant „kamščių“. Stovėjimas reide reiškia didesnes kuro sąnaudas.
Linijinių laivų įforminimo procedūros stengiamasi daryti paprastesnes. Planuojant laiko sąnaudas, būtina remtis konkretaus uosto laivybos taisyklėmis ir planuoti minimalų papildomą laiką nenumatytiems atvejams, kad nereikėtų didinti laivo greičio, nes tai didina kuro sąnaudas.